山东省主要地质环境问题与生态省建设
(1.山东地质矿产学院，济南250014；2.暨南大学，济南250002)
作者简介:石宝玉，1982，毕业于长春地质学院水工系。主持编制山东省环境水文地质图、山东省地质灾害调查评价等多项水利环境地质调查研究。
建设生态省是山东省实施可持续发展战略的重要战略举措。本文从山东省经济建设和社会发展过程中的环境地质问题出发，论述了地质环境问题的发生、发展、演变及其与生态省建设的关系。从宏观角度提出地质环境改善与恢复的措施和建议，对生态省建设和经济可持续发展具有现实意义。
关键词:环境地质学；生态省；地质环境整治与恢复；山东(省)
山东省位于中国东部沿海，自然资源丰富。随着经济社会的快速发展，人类在追求资源潜在经济效益最大化的同时，其带来的地质环境问题也越来越严重，直接制约了山东经济的可持续发展。因此，建设生态省是实施可持续发展战略，实现建设“大而强、富而美”的社会主义新山东的重要战略举措。“生态省”要求经济、社会和生态环境协调发展，要求我们用科学发展观实现各领域的可持续发展目标。地质环境治理和保护是生态省建设的重要环节。
山东省地质环境脆弱。随着经济的快速发展，人类活动对地质环境的影响和破坏越来越严重，导致地质环境质量和容量下降，直接威胁到经济的可持续发展。
1地质环境问题的地质背景和发展规律
山东省中部山地地形突出，东部平缓丘陵，北部和西部平坦，构成了以低山丘陵为骨架，平原盆地纵横交错的地形。山东的地貌可分为鲁东丘陵、鲁中、鲁南低山丘陵和鲁西北平原。从地层发育角度，以沂沭断裂、齐河-广饶断裂、聊城-兰考断裂为界，可分为鲁东、鲁中南部、鲁西北部三个地质构造单元。鲁东地区古峪、太古界、中、新生代发育，以一套变质岩系为主。鲁西北平原地表为第四纪，主要为冲积松散堆积物，下伏地层为古生代、中生代和新生代。鲁中南地区是山东省地层发育最完整的地区，具有典型的华北型地层系统。
独特的地质条件导致山东省地质背景复杂，矿产资源丰富，种类多，储量大，分布广。山东省还有很多地质环境问题。从成因上看，山东省的地质环境问题大致可分为三类:①采矿引发的一系列环境地质问题，如地面塌陷、山体开裂、崩塌、滑坡、泥石流、矿井突水、瓦斯爆炸、水土流失、水土污染、矿渣尾矿堆积占地和区域水平衡破坏等；(2)地下水资源不合理开发利用造成的海水入侵、地面沉降、岩溶塌陷、地下水位持续下降、地下水污染等问题；③工程活动引起的崩塌、滑坡、泥石流和水土流失。
山东省地质环境问题的发育和分布有其规律性:①鲁中南丘陵地区地势相对陡峭，地形差异大，矿产资源丰富，其主要地质环境问题是矿山环境问题、岩溶塌陷、水土流失和崩塌、滑坡和泥石流灾害；(2)鲁东三面环海，低山丘陵，金矿丰富，其地质环境问题主要是海水入侵、金矿环境问题和水土流失；(3)鲁西北多为黄河冲积平原，地势平坦，其地质环境问题主要是地面沉降、深层地下水不均衡超采和形成永久性地下水漏斗。
人为地质作用过程破坏了自然界的平衡，产生了许多不良环境地质问题和地质灾害。这些问题的发生和发展，严重制约了生态省建设的宏伟目标(见图1)。
图1山东省主要地质环境问题与生态省建设的关系
2 .威胁生态省建设的主要地质环境问题
2.1开采破坏矿区地质环境系统，矿山环境问题严重。
山东省是中国矿产种类较为齐全的省份。截至2006年底，全省已发现矿产150种，其中能源矿产11种，金属矿产45种，非金属矿产90种，水、气矿产4种。地下开采、边坡开挖、废渣、尾矿排放等采矿活动诱发地面塌陷、岩溶塌陷、山体开裂、崩塌、滑坡、泥石流、隧道突水、瓦斯爆炸、水土流失、水土污染、尾矿坝溃决、区域水平衡破坏等一系列环境地质问题，对矿山开发建设构成威胁。随着矿产资源的大规模开发利用，矿山生态系统的物质循环和能量流动方式发生了巨大变化，造成了严重的生态破坏和环境污染。
据调查，截至2001年底，山东省各类矿山企业占用土地为* * ***8228.16km2，占全省土地总面积的5.3%。矿山尾矿和固体废物年总产量为5270.82万吨，其面积以每年约4km2的速度递增。矿井水和选矿废水年总产量9.36亿立方米，年排放量达到5.07亿立方米。因矿井突水、采空塌陷等矿山地质灾害，造成98人伤亡，财产经济损失1199万元。
在矿产资源开发中，煤矿、铁矿、石膏矿、金矿是引起地面塌陷的主要原因，尤其是煤矿。山东省采煤沉陷区面积332.23km2，其中采煤沉陷区面积327.76km2，占总沉陷区面积的98%以上。塌陷地常年积水面积48.2km2，地面塌陷深度一般为2.5~7.5m，最深处可达9.2m，由于采空区塌陷，地表植被、土壤、地层结构遭到破坏，自然生态环境严重恶化。因地形起伏过大和地表常年积水而荒废的非生产性耕地面积超过36平方公里。开采沉陷还造成了公共设施和地表水资源的破坏。
建筑材料和其他矿产的开采不同程度地破坏了自然环境和地质景观，也加剧了水土流失。这些矿山大多是露天开采。长期露天采石、采砂、取土形成了许多采石(砂、土)坑、开挖面、弃渣、滚石带，严重破坏了地质景观，特别是交通沿线和沿海地区，露天开采造成的地表破坏更为突出。此外，其边坡或多或少存在着岩体失稳的隐患，特别是在汛期或受震动影响时，容易形成崩塌、滑坡、泥石流等地质灾害，此类灾害造成的人员伤亡在山东省时有发生。此外，在开采石油、卤水及其他金属和非金属矿产的过程中，周围的环境也受到了不同程度的影响。
2.2海(咸)水入侵危害沿海地区的生态环境、地下水资源和农业生态。
山东省的海(咸)水入侵始于20世纪70年代中期。近30年来，随着地下水开采量的增加，海(咸)水入侵的规模不断扩大。目前，从广饶到龙口，整个莱州湾南岸都有不同程度的海(咸)水入侵。在青岛、威海、烟台等地的入海口，也出现了不同规模的海水入侵。
2.2.1盐水入侵
广饶-寿光-寒亭-昌邑至平度沿海低平原发生咸水入侵。该段地形平坦，滩涂宽10 ~ 18 km，高程在5m以下，多为滩涂盐碱地。地下水径流缓慢，多为咸水或卤水。咸水以南为山前冲积平原，地下水径流平缓，水交替强烈，水质为低矿化淡水。在自然条件下，地下水由南向北流动，一部分排出补充咸水。近20年来，由于该区地下淡水的开采，淡水区水位明显下降，咸淡水界面附近的水位低于咸水，造成反向补给和咸水入侵。目前，山东省咸水入侵面积已达1869.6km2
海水入侵
海水入侵主要发生在莱州-招远-龙口地区莱州湾南岸的堆积平原。区域狭窄，呈带状，宽度3 ~ 5 km。在自然条件下，地下水向海水方向排出。过度开采地下水导致地下水位低于海水水位，海水向内陆补给，导致海水入侵。烟台、威海、青岛等城市的入海口是当地主要的供水水源。由于过度开采地下水，沿河两岸地下水位明显下降，也形成了海水入侵。目前，山东省海水入侵面积已达587.64km2。
海(咸)水的侵入，使地下水咸化，土壤盐渍化，地表植被稀疏，严重地区只能生长少数耐盐植物，破坏了原本良好的农业生态。地下水咸化后，企业原有供水水源遭到破坏，被迫关闭搬迁，损失严重；胶东地区是山东省最缺水的地区之一，海水入侵破坏了稀缺的地下水资源，极大地制约了区域经济发展。
2.3水土流失导致土地贫瘠，山地生态系统脆弱。
横跨黄河、淮河和大海的山东省生态环境脆弱，是中国水土流失严重的省份之一。第二次全国遥感调查结果表明，山东省水土流失面积为6.35×104km2，占全省土地总面积的40.5%。其中丘陵区水土流失面积为5.2×104km2，平原风沙区为1.15×104km2。其中，水土流失面积轻度1.98×104km2，中度2.37×104km2，强度1.38×104km2，极端强度0.65×104km2，严重流失面积0.265444 km2。水土流失不仅毁坏农田，降低土地肥力和农作物产量，还会淤塞水库、桥涵等水利设施。据有关资料，由于水土流失，全省每年冲走土壤2.8×108t，侵蚀模数为1787t/(km2·a)，年均侵蚀深度为1mm，养分流失相当于419t标准化肥。考虑到土壤的自肥能力和基岩裸露的未开垦山地，每年因水土流失造成的经济损失相当于。由于水土流失，主要河流年均淤积1.19×104 m3/平方公里，水库、湖泊、池塘年均淤积6.9×107m3。
水土流失不仅丧失土壤肥力，淤塞江河湖泊池塘堤坝，更重要的是使山区植被失去赖以生存的土壤，恶化生态环境。严重的水土流失已成为制约山东经济社会可持续发展的重要因素。
2.4地面沉降破坏城市给排水系统，危及国民经济持续稳定健康发展。
地面沉降主要发生在鲁西北平原，主要是人为超采地下水，造成含水层及相邻弱含水层失水压实。山东省地面沉降明显的城市有德州、济宁、菏泽(表1)。地面沉降会导致一系列危害，如建筑物的破坏、港口码头功能的降低、桥涵净容量的减少、对水利交通的影响、城市排水不畅等。
表1山东省主要地面沉降区基本信息
2.5岩溶塌陷，威胁居民生命财产安全，影响交通运输和工农业生产。
岩溶塌陷是在人为工程活动中，尤其是抽取岩溶地下水时，地下水的动力条件和土与地下水的力学关系发生变化而引起的。开采岩溶水引起的地面塌陷主要发生在泰安、枣庄、莱芜、临沂等地。
岩溶塌陷会导致居民受损、人员伤亡、道路损毁、矿井停产、水污染等诸多问题。
2.6地下水资源的不合理开采造成地下水位显著下降，形成永久性超采漏斗。
山东省已有多个地下水超采漏斗(见表2)。地下水超采漏斗的形成和发展主要是由于长期不合理开采地下水，破坏了矿区地下水开采和补给的动态平衡，导致地下水位持续下降，含水层储存部分排泄，从而形成超采排水漏斗。地面沉降大多是由于过度开采深层地下水造成的。
表2山东省主要地下水超采漏斗基本情况统计表
其他地质环境问题也很突出，如土壤盐渍化、地震和砂土液化、黄河淤积和摆尾、胀缩性土壤和湿陷性黄土的危害、地方病等。如果对这些问题认识不清，不能采取有效措施加以遏制，将直接威胁到山东省建设生态省的宏伟事业。
3 .地质环境整治与恢复
人类对地质环境的利用应该是有限度的，一切必须符合客观规律，必须在地质环境容量允许的限度内进行活动。由于经济建设中对地质环境的保护和利用不当，产生了大量的地质环境问题，造成了巨大的经济损失和社会影响，制约了经济的健康发展。加强地质环境的研究、管理和保护十分重要和迫切。
3.1建立健全相关法律法规，制定政策，加强管理。
建立相关法律法规，实施有利于地质环境的管理政策，是管理和保护地质环境的保障。经过多年的努力，山东省已经建立了一套地质环境管理的法律法规，但还不够完善。下一步应该是加大建设力度，使之逐步完善。在此基础上，加大宣传和管理力度，不断提高各级政府领导和广大群众的地质环境意识，使之上升到法制的高度，得到重视。进一步完善各级政府内部监督制度，加强各级领导干部对环境资源方面法律法规和政府规章执行情况的监督，实行问责制，确保法律法规规章和规划的落实。
3.1.1加强领导，完善机构，强化管理。
保护和改善地质环境是一项社会公益事业，是各级政府和有关部门的主要职责之一。要明确责任，认真贯彻中央关于环境保护的基本方针政策，全面履行责任，切实做好管理和保护工作。
3.1.2加强法制建设，坚持依法行政。
由于地质环境保护涉及面广、情况复杂、任务艰巨、责任重大，我们必须严格按照有关法律法规办事，坚持依法行政，认真贯彻执行《山东省地质环境保护条例》。根据山东省实际，完善各项法规实施细则，推进地方性法规建设。
3.1.3将地质环境保护与整治规划纳入国民经济和社会发展规划。
各级政府在制定经济和社会发展规划或计划时，应纳入地质环境保护和改善计划。
3.1.4增加资助。
按照“谁开发，谁保护”的原则，国家重大项目建设以中央财政投入为主，省内重点地质环境保护与整治资金以省财政投入为主，市财政为辅；各行业、各企业所辖施工区保护与整治经费由各部门承担，鼓励企业和个人出资的多渠道投入机制，用经济杠杆搞好地质环境保护与整治。
3.2加强科学研究，为生态地质环境综合治理和修复提供决策依据。
各种地质作用和过程不是孤立存在的，它们是密切相关的。人为的地质作用破坏了自然界的平衡，产生了许多不良的环境地质问题和地质灾害。
地质环境应主要研究其质量、容量和经济承载能力。地质环境容量是指在特定的地质空间中，能够承受人类社会、经济和工程发展的最大潜力。可以用地质资源量和接受人类废弃物的能力来衡量，地质环境的容量是有限的。
3.2.1调查研究是环境整治的前提。
地质环境问题的防治以成因机制分析为基础，成因机制分析以地质勘探为基础，避免防治工程的失误。正确认识地质环境问题及其发生机理是地质环境治理的最重要前提。
3.2.2注重新技术的应用。
目前，CAD、GIS和三维动画技术已被引入地质调查研究领域，目标是建立基于地质成因机制的智能辅助设计系统进行预警预报，在国内外已有成功先例。
3.3加强调查研究，抑制人类活动，治理全山水，保护地质环境。
3.3.1加强科研，科学管理，改善矿山环境。
山东矿山地质环境问题严重，主要是历史遗留问题太多，新问题不断出现。目前企业根本无法承担生态环境治理的繁重任务，结果是资源环境恶性循环，严重制约矿山经济发展，有的矿山后果不可逆转。
加快老矿区地面塌陷的综合整治和复垦，逐步解决老矿区地面塌陷问题。按照“谁开采谁复垦”的原则，新矿区地面塌陷应及时进行整治和复垦。加大对著名景区和主要交通干线两侧露天矿坑的恢复治理力度。恢复城市、铁路、公路、国道、省道周围被破坏的山体生态环境。
3.3.2进一步调查和评价地下水资源，合理开发利用地下水。
地下水环境是地质环境的重要组成部分，包括地下水本身及其介质环境。总体而言，山东省水资源严重不足。地下水资源存在以下突出问题:①调查研究程度不够。地下水综合调查评价工作完成于上世纪80年代，至今已有20多年。许多环境条件发生了变化，特别是地表水和气象条件发生了变化，因此需要对地下水资源潜力进行新一轮的调查和评价。②地下水环境保护研究不够。山东省大部分地区尚未划分为地下水保护区。根据地质环境条件的敏感性和地下水资源的供水功能，按要求划分一、二级保护区和准保护区，并尽快落实保护措施。③开发利用布局不够合理。城市布局的不合理是用水布局不合理的主要因素。胶东地区经济发达，城市多，用水量大，但胶东是山东省相对缺水的地区。平原地区浅层地下水水质和丰度差，深层地下水补给来源不足，限制了大规模开发利用。山前平原城市集中，地下水资源大多超采，地下水污染严重。④地下水人工调蓄的调查和试验不足。水文地质条件、含水层蓄水量、蓄水工程类型和位置、地下水合理埋深及其对生态环境的影响等尚未深入研究。⑤大部分地区有一定的开发利用潜力。地下水资源是可再生的，大部分山区地下水快速交替循环，不开发利用潜力也是一种浪费。
3.3.3科学规范工程活动，防止崩塌、滑坡、泥石流灾害。
人为地质作用直接参与岩石圈的改造和地貌的破坏与重建，如工程建设中的爆破、削坡、开挖、弃渣、填土等。这些活动可能导致边坡变形、岩体松动和崩塌、滑坡和泥石流灾害。
地震、暴雨和人类活动是诱发崩塌、滑坡和泥石流灾害的三个重要因素。目前人类无法控制前两者，但可以规范和约束自身的经济活动。因此，在工程活动中，我们必须以科学的态度充分认识和尊重自然规律，从而实现人类社会与自然的和谐共处。因此，在开展各种工程活动之前，必须认真调查研究地质环境条件，评估相关工程建设的适应性。必须严格规范勘察、设计和施工过程，使工程建设设计规范化、合理化。
3.3.4加强小流域综合治理，防治水土流失。
水土流失本来是一种自然地质过程，其灾害主要是人为破坏植被和乱垦滥伐造成的，加剧了这一过程。因此，要加强小流域综合治理，植树造林，涵养水源，改善山区生态环境；人为水土流失得到有效控制，水土流失防治监督体系和水土流失监测网络逐步建立；实现水土保持与开发建设的协调发展，防止新的人为水土流失，确保生态环境质量得到明显改善。
3.3.5因地制宜，对地质环境问题实行分区和重点整治。
根据山东省存在的环境地质问题，要突出重点，有针对性地进行整治:①黄河三角洲，重点整治地下水开采和石油开采引起的地面沉降。②地面沉降、咸水入侵和采空塌陷的防治是鲁北平原的重点；德州市重点防治地面沉降:宁晋、博兴、广饶、寿光、昌邑以地面沉降、咸水入侵为主。东阿、阳谷、齐河、茌平、济阳等地蕴藏尚未大规模开发的煤炭资源，注意防范潜在的采空塌陷和地面塌陷。③在鲁西南的菏泽、济宁、兖州、汶上等地，采空塌陷和地面沉降是主要原因。(4)以鲁中南中低山丘陵为重点防治崩滑流，济南、淄博、潍坊、泰安、济宁、枣庄、临沂等地以矿产资源开发和岩溶水过度开采造成的采空区塌陷和岩溶塌陷为重点。⑤鲁东低山丘陵，尤其是沿海地区，采空塌陷、崩塌、泥石流、海水入侵问题较多。莱州、招远、龙口、栖霞、崂山，防治重点是采空塌陷、崩塌、泥石流、海水入侵，防治重点是威海、日照、烟台、青岛沿海地区；临沭、诸城、胶莱盆地以防治地裂缝为重点。
4结论
地质环境保护是生态省建设的重要环节。各级领导要清醒地认识到地质环境恶化对山东省社会经济的制约。坚持“在开发中保护，在保护中发展”的原则，针对山东省各地存在的不同地质环境问题，加强调查研究，统一规划，科学管理。保护地质环境，功在当代，利在千秋！
参考
姜建军。2004.地质环境与城市可持续发展。中国环境管理学院学报，04.29。
许、石宝玉、程。2002.山东省主要生态环境地质问题及调查评价方法探讨。山东地质，12。